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智能型电磁流量计

智能型电磁流量计是一种根据法拉电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在智能型电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内首创，技术达到国内领先水平。智能型电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出4～20mA电流信号供记录、调节和控制用，现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。智能型电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。

智能型电磁流量计产品特点：

1、仪表结构简单、可靠、无可动部件，工作寿命长。
2、无截流阻流部件，不存在压力损失和流体堵塞现象。
3、无机械惯性，响应快速，稳定性好，可应用于自动检测、调节和程控系统。
4、测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理理参数的影响。
5、采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和HC、HB、316L、Ti 等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
6、备有管道式、插入式等多种流量计型号。
7、采用EEPROM存贮器，测量运算数据存贮保护安全可靠。
8、具备一体化和分离型两种形式。
9、高清晰LCD背光显示。

智能型电磁流量计技术参数：

表1

适用管径	DN25～DN2600(DN25以下为非标)
电极材料	316L(不锈钢)、HC(哈氏C)、HB(哈氏B)、Ti(钛)、Ta(钽)
适用介质	导电率>5us/cm的液体
测量范围	0．1～10m/s(可扩展到15m/s)
量程上限	0.5～10m/s,推荐1～5m/s
精度等级	0.3级、0.5级、1.0级(随口径区分)
输出信号	4～20mADC,负载≤750Ω；0～3KHz,5V有源，可变脉宽，高端有效频率输出：RS485接口
工作压力	1.0MPa,1.6MPa,4.0MPa,16MPa(特殊)
流体温度	-20℃～80℃,80℃～130℃，130℃～180℃ 参考衬里材质
环境温度	传感器-40℃～80℃;转换器-15℃～50℃
环境温度	≤85RH(20℃时)
电缆出口尺寸	M20×1.5
供电电源	220VAC±10%;50Hz±1Hz;24VDC±10%
功耗	≤8W
外壳防护等级	一体式：IP65分体式：传感器IP68转换器IP65
接地环材质	1Cr18Ni9Ti(不锈钢)、HC(哈氏C)、Ti(钛)、Ta(钽)、Cu(铜)
连接法兰	国标GB9119-88(DIN2051,BS4504)

智能型电磁流量计工作原理：

智能型电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲劢磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为Ｂ的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的液体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势Ｅ。电动势Ｅ正比于磁通量密度Ｂ,测量管内径d与平均流速V 的乘积。电动势Ｅ(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，摸拟电流等信号，用于流量的控制和调节。

       E＝KBdV
式中: E――――为电极间的信号电压(V)
　　　 B――――磁通密度(T)
　　　 d――――测量管内径(m)
       V――――平均流速(m/s)
    式中K，d为常数，由于励磁电流是恒流的，故B也是常数，则由E＝KBdV可知，体积流量Q与信号电压E成正比，即流速感应的信号电压E与体积流量Q成线性关系。因此,只要测量出E就可确定流量Q，这就是电磁流量计的基本工作原理。
由E＝KBdV可知，被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动(如层流或紊流)就不会影响测量结果的。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。对于制造厂和用户来说，只要用普通的水实际标定后就可测量其他任何导电流体介质的体积，而不需作任何修正，这是电磁流量计的一突出优点，是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件，因此几乎没有压力损失，并具有很高的可靠性。

智能型电磁流量计产品选型：

1、量程范围确认
一般工业用智能型电磁流量计被测介质流速发2～4m/s为宜，在特殊情况下，最低流速应不小于0.1m/s，最高不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒，常用流速应小于3m/s，防止衬里和电极的过分磨擦；对于粘滞流体，流速可选择大于2m/s，较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。在量程Ｑ已确定的条件下，即可根据上述流速Ｖ的范围决定流量计口径Ｄ的大小，其值由下式计算：

Q：流量(

/h)
    D：管道内径(m)
    V：流速(m/h)
智能型电磁流量计的量程Q应大于预计的量大流量值，而正常的流量值以稍大于流量计满量程高刻度的50%为宜。
    2、参考流量范围

表2

通径(mm)	流量范围(/h)	通径(mm)	流量范围(/h)
DN15	0.6～6.36	DN500	70.65～7065.00
DN20	0.11～11.30	DN600	101.74～10173.60
DN25	0.18～17.66	DN700	138.47～13847.40
DN40	0.45～45.22	DN800	180.86～18086.40
DN50	0.71～70.65	DN900	228.91～22890.60
DN65	1.19～119.40	DN1000	282.60～28260.00
DN80	1.81～180.86	DN1200	406.94～40694.40
DN100	2.83～282.60	DN1600	723.46～72345.60
DN200	11.30～1130.40	DN1800	915.62～91562.40
DN250	17.66～1766.25	DN2000	1130.40～113040.00
DN300	25.43～2543.40	DN2200	1367.78～136778.40
DN350	34.62～3461.85	DN2400	1627.78～162777.60
DN400	45.22～4521.60	DN2600	1910.38～191037.60
DN450	57.23～5722.65

3、衬里的选择

表3

衬里材料	主要性能	最高介质温度		适用范围
衬里材料	主要性能	一体型	分离型	适用范围
聚四氟乙烯 (F4)	1、是化学生能最稳定的一种塑料，能耐沸腾地盐酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐浓碱和各种有溶剂。不耐三氟化氯、高温三氟化氯、高速液氟、液氧、臭氧的腐蚀。 2、耐磨性能不如聚氨酯橡胶。 3、抗负压能力不如聚氯丁橡胶。	70℃	100℃ 150℃(需特殊订货)	1、浓酸、碱等腐蚀性介质 2、卫生类介质
聚全氟乙丙类烯(F46)		70℃	同上
聚氟合乙烯 (Fs)	适用温度上限较聚四氟乙烯低，但成本也较低。	70℃	80℃
聚氯丁橡胶	1、有极好的弹性，高度的扯断力，耐磨性能好。 2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质腐蚀，不耐氧化性介质的腐蚀。		80℃ 120℃(需特殊订货)	水、污水、弱磨损性的泥浆矿浆
聚氨酯橡胶	1、耐磨性能极强 2、耐腐蚀性能较差		80℃	中性强磨损的矿浆、煤

4、电极材质的选择

表4

电极材料	耐蚀及耐磨性能
不锈钢 0CR18NI12MO2TI	用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质,适用于石油、化工、钢铁等工业部门及市政、环保等领域。
哈氏合金B	对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氯化性酸、碱，非氧化性盐液的腐蚀。
哈氏合金C	能耐非氧化性酸，如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性盐类如Fe+++、Cu++下或含其他氧化剂的腐蚀，如高于常温的次氯酸盐液、海水的腐蚀。
钛	能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fe+++、Cu++)时，则腐蚀大为降低。
钽	具有优良的耐蚀性,和玻璃很相似。除了氢氟酸、发烟硫酸、碱外,几乎能耐一切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和150℃的硫酸)的腐蚀。在碱中不耐蚀。
铂/铱合金	几乎能耐一切化学介质，但不适用于王水和铵盐。
不锈钢涂覆碳化钨	用于无腐蚀性，强磨损性的介质。
注：由于介质种类繁多，其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素影响而变化，故本表仅供参考，用户应根据实际情况自己做出选择，必要时应倾向拟选材料的耐腐试验，如挂片试验。

智能型电磁流量计产品选型：

LD-	智能型电磁流量计
口径(mm)	代号	口径(mm)	流量范围(/h)	代号	口径(mm)	流量范围(/h)
	DN10	10	0.06～2.3	DN150	150	15～510
	DN15	15	0.15～5.1	DN200	200	27～904
	DN25	25	0.4～14	DN250	250	42～1416
	DN32	32	0.7～23	DN300	300	61～2040
	DN40	40	1～36	DN350	350	83～2776
	DN50	50	1.7～57	DN400	400	109～3624
	DN80	80	4～145	DN500	500	170～5664
	DN100	100	7～226	DN600	600	245～8152
介质温度	T0	0～80℃
	T1	0～120℃
	T2	0～180℃
衬里材料	F0	聚氨脂≤80℃中性矿浆、泥浆、煤浆
	F1	耐磨橡胶≤60℃一般酸、碱、盐介质
	F2	聚四氟乙烯≤180℃浓度较大酸、碱、盐介质
	F3	改性聚氨脂≤120℃中性浆液
电极材料	K1	316L
	K2	哈氏
	K3	钛材/钽材
	K4	碳化物(耐磨)
工作压力	P1	2.5MPa 全系列口径
	P2	6.4MPa 口径≤150
	P3	16MPa 口径≤150
	P4	25MPa 口径≤150
	P5	35MPa 口径≤150
连接方式	C0	法兰式
	C1	法兰夹装式
转换器结构	E1	一体式智能表头
	E2	分体式智能表头，注：信号线长度应注明
供电电压	H0	220VAC
	H1	24VDC
输出类型	G1	4～20mA
	G2	1～5V
	G3	Rs485
防爆类型	N	普通型
	D	隔爆型(供电应选24VDC)
↓
LD － D25 T0 K1 P1 C0 E1 H1 G1 D 型号举例

智能型电磁流量计产品选型:

1、DN15～DN150一体型和传感外形图

外形尺寸和重量表6

公称通径 DN	L	W	H	参考重量kg
公称通径 DN	L	W	H	一体型	传感器
15	200	140	174	10	7
20	200	140	174	12	9
25	200	140	174	14	11
40	200	176	210	16	13
50	200	176	210	17	14
65	200	214	250	25	22
80	200	214	250	29	26
100	250	230	312	31	28
150	300	230	370	41	38

法兰尺寸(标准:GB/T9119) 表7

公称通径 DN	压力1.6MPa					压力4.0MPa
公称通径 DN	D	d1	d0	n	b	D	d1	d0	n	b
15	95	65	14	4	16	95	65	14	4	16
20	105	75	14	4	18	105	75	14	4	18
25	110	85	14	4	18	110	85	14	4	18
40	150	110	18	4	20	150	110	18	4	20
50	165	125	18	4	20	165	125	18	4	20
65	185	145	18	4	20	185	145	18	8	22
80	200	160	18	8	22	200	160	18	8	22
100	220	180	18	8	22	235	190	22	8	26
150	285	240	22	8	24	300	250	26	8	28

2、DN200～DN600一体型和传感外形图

外形尺寸和重量表8

公称通径 DN	L	H φ～	参考重量㎏
200	350	310	45
250	450	358	50
300	500	410	60
350	550	465	145
400	600	515	180
450	600	564	215
500	600	614	245
600	600	722	335

法兰尺寸(标准：GB/T9119)

表9

公称通径 DN	压力1.6MPa					压力4.0MPa
公称通径 DN	D	d1	d0	n	b	D	d1	d0	n	b
200	340	295	22	12	26	340	295	22	8	24
250	405	355	26	12	28	395	350	22	12	26
300	460	410	26	12	32	445	400	22	12	28
350	520	470	26	16	35	550	460	22	16	30
400	580	525	30	16	38	565	515	26	16	32
450	64, 0	585	30	20	42	615	565	26	20	35
500	715	650	33	20	46	670	620	26	20	38
600	840	770	36	20	52	780	725	30	20	42

3、 DN700～DN2600传感器外形图

法兰尺寸 (标准：GB/T9119) 表10

公称通径 DN	压力 MPa	D	d1	d0	n	b
700		895	840	30	24	30
800		1015	950	33	24	32
900		1115	1050	33	28	34
1000		1230	1160	36	28	34
700		860	810	26	24	26
800		975	920	30	24	26
900		1075	1020	30	24	26
1000		1175	1120	30	28	26
1200		1405	1340	33	32	28
1400		1630	1560	36	36	32
1600		1830	1760	36	40	34
1800		2045	1970	39	44	36
2000		2265	2180	42	48	38
2200		2475	2390	42	52	42
2400		2685	2600	42	56	44
2600		2905	2810	48	60	46

外形尺寸和重量表11

公称通径 DN	L	H φ～	参考重量㎏	公称通径 DN	L	H φ～	参考重量㎏
700	700	836	435	1600	1600	1736	1555
800	800	936	545	1800	1800	1960	2085
900	900	1036	655	2000	2000	2160	2610
1000	1000	1136	810	2200	2200	2364	3210
1200	1200	1336	875	2400	2400	2564	3910
1400	1400	1536	1235	2600	2600	2764	4510

4、分离型转换器外形图

智能型电磁流量计安装与使用:

   一、对外部环境的要求
    a、流量计应避免安装在温度变化很大或受到设备高温辐射的场所，若必须安装时，须有隔热、通风的措施。
    b、流量计最好安装在室内,若必须安装于室外,应避免雨水淋浇,积水受淹及太阳曝晒，须有防潮和防晒措施。
    c、流量计应避免安装在含有腐蚀性气体的环境中，必须安装时，须有通风措施。
    d、为了安装、维护、保养、方便，在流量计周围需有充实的安装空间。
    e、流量计安装场所应避免有强磁场及强振动源，如管道振动大，在流量计两边应有固定管道的支座。
  二、对直管段的要求
    为了改善涡流与流场畸变的影响，流量计安装的前、后直管段长度有一定要求，否则会影响测量精度(也可安装整流器，尽量避免在靠近调节阀和半开阀门之后安装)。

管道安装类型	安装示意图	标准管道式
管道安装类型	安装示意图	前直管道L	后直管道S
水平管	图a	5D	3D
弯管	图b	10D	5D
扩口管	图c	10D	5D
阀门下游	图d	10D	5D
收缩管	图e	5D	2D
汞下游	图f	15D	5D
混合液	图g	30D	3D

   三、对工艺管的要求
    流量计对安装点的上、下游工艺管有一定的要求，否则影响测量精度。
    a、上、下游工艺管的内径与传感器的内径相同，并应满足：0.98DN≤D≤1.05DN (式中DN：传感器内径，D：工艺管内径)
    b、工艺管与传感器必须同心，同轴偏差应不大于0.05DN
   四、旁通管的要求
    为了方便检修流量计，最好为流量计安装旁通管，另外，对重污染流体及流量计需清洗而流体不能停止的，必须安装旁通管。

    a、方便流量计的检修
    b、对重污染流体必须安装
    c、流体不能停止而流量计需清洗
   五、流量计在管线上的安装要求

    六、传感器的接地
   为了使仪表可靠的工作，提高测量精度，不受外界寄生电势的干扰，传感器应有良好的单独接地线，接地电阻<10Ω。在连接传感器的管道内若涂有绝缘层或是非金属管道时，传感器两侧还应加装接地环。
    a、在金属管道上的接地方式：金属管道内避没有绝缘层，按下图接地。

b、在塑料管道上或有绝缘层、油漆管道上的接地方式：传感器上的两端面应加装接地环，使管内流动的被测介质与大地短接，具有零电位。否则，电磁流量计无法正常工作。(见下图)

    七、传感器在阴极保护管道上的安装
    防护电解腐蚀的管道通常在其内壁和外壁是绝缘的，因此被介质没有接地电位。所以，传感器必须使用接地环。具有阴极防腐蚀保护的管道，传感器与两侧连接管道之间常是绝缘的，所以介质对地是不导通的，安装时要注意下列各点：
    a、接地环要装在传感器的两端面上，他们必须与工艺管道的法兰绝缘，通过接地线2与传感器相连，接地环的材质应能耐介质的腐蚀，制造厂通常提供的标准材料是不锈钢(1Cr18Ni9Ti)
    b、仪表两侧工艺管的法兰应该用截面积为4mm2的铜导线绕过传感器相连,使阴极保护电位与传感器之间隔离。必须要注意，不要连接到传感器上去。
    c、法兰连接螺栓必须与工艺管道的法兰绝缘，用户必须自备绝缘材料制造的衬套和垫圈。详见下图示意。

八、智能型电磁流量计的搬运

     九、流量计安装时注意事项
    a、安装尺寸一定要计算准确，否则容易泄露或安装不上。
    b、流体流向必须与传感器表面上的流向箭头保持一致。
    c、流量计的电极轴线必须近似水平，否则影响测量精度。
    d、传感器两边的法兰必须保持平行否则容易泄露。
    e、为了避免在安装后形成旋涡流动，应保证工艺配管、密封件、流量计同轴连接不能错开。
    f、安装流量计时，严禁在紧靠流量计法兰处电焊施工，以免烧伤流量计衬里。
    g、对不同性质的工艺管道，应采用相应的接地方式(见传感器接地)。
    h、对于腐蚀性介质，最好应垂直安装，被测介质自下往上流动，这样可以避免固体颗粒在流量计管道中沉积,使衬里腐蚀均匀，延长使用寿命。
    i、对于测量管口径大于200mm，为了方便，可采用伸缩头

智能型电磁流量计接线指南：

1、方表端子接线与标示(分体型)

2、方表信号线的处理与标示

3、圆表端子接线与标示(一体型)

    圆表各接线端子标示含义如下：
     I+：流量电流输出 COM：报警输出地
     COM：电流输出地 FUSE：输入电源保险丝
     P+：双向流量频率(脉冲)输出 T1+：通讯输入
     COM：频率(脉冲)输出地 T2-：通讯输入
     Al：下限报警输出 L1：220V(24V)电源输入
     Ah：上限报警输出 L2：220V(/24V)电源输入
    4、圆表信号线的处理与标示